راهنمای جامع استاندارد محیطی تابلو برق + شرایط نصب

[toc]

شرایط محیطی چیست؟

هرگونه عوامل محیطی و شرایط آب و هوایی که امکان دارد روی عملکرد تابلو برق صنعتی اثرگذار باشند، جزء شرایط محیطی محسوب می‌شوند. شرایطی که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم، شرایط محیطی استاندارد برای نحوه کارکرد تابلوها در استاندارد  IEC-61439-1  است.

• درجه حرارت محیط
• رطوبت نسبی محیط
• آلودگی‌ هوا
• ارتفاع از سطح دریا
• خوردگی

قبل از اینکه به ارائه توضیحات بیشتری در مورد موارد بالا، باید اشاره کرد که برای عملکرد تابلوهای برق دو نوع محیط تعریف می‌شود.

• محیط سربسته (Indoor)
• محیط سرباز (Outdoor)

استاندارد محیطی تابلو برق برای هرکدام از این محیط‌ها متفاوت است که آن‌ها را به صورت جداگانه توضیح می‌دهیم.

محیط‌های سربسته شرایط بهتری برای نگه داری و بهره برداری از تابلوهای برق‌دارند. علت این مساله این است که در محیط های سربسته تغییرات درجه حرارت به شکل غیر عادی وجود ندارد و تابلوهای برق در این محیط ها از آلودگی نیز در امان هستند.

در محیط‌های سرباز شرایط بسیار متفاوتی نسبت به محیط های سربسته وجود دارد. در محیط‌های سرباز در طول مدت استفاده از تابلوهای برق، درجه حرارت، رطوبت، باران، برف و حتی آلودگی‌های مختلفی در محیط به وجود می آید. علت تفاوت در طراحی‌های تابلو نیز همین تفاوت‌های شرایط موجود در انواع محیط‌ها است.

اهمیت درجه حرارت در استاندارد محیطی تابلو برق

ممکن است صحبت کردن درباره شرایط دمایی برای تابلوهای برق این پرسش را در ذهن خوانندگان به وجود بیاورد که اهمیت این پارامتر برای تابلوهای برق در چیست؟ به همین دلیل در ادامه این مطلب اهمیت درجه‌ حرارت در استاندارد محیطی تابلو برق را توضیح می‌دهیم.

اهمیت درجهٔ حرارتی محیطی برای تابلوهای برق از دو نظر موردبررسی قرار می‌گیرد:

• دماهای خیلی زیاد یا خیلی کم
  در صورت بالا رفتن دمای محیط، تجهیزات داخلی تابلو دارای اضافه حرارت‌های غیرمجاز می‌شوند. ازآنجاکه تابلوها ظرفیت مشخصی برای تبادل دمایی با محیط دارند، اگر حرارت به‌اندازه‌ای باشد که تابلو نتواند حرارت اضافی را دفع کند، تجهیزات به‌سرعت از بین می‌روند و عمر مفید تابلو برق به شکل قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.
  درجهٔ حرارت بالا همچنین باعث ایجاد محدودیت‌هایی برای تجهیزات داخلی تابلوها و محدود شدن جریان دهی هادی‌های داخل تابلو می‌شود. علاوه بر دمای بالا، دمای پایین نیز خطرات خود را برای تابلوهای برق دارد.
  تأثیر دمای پایین روی تابلوهای برق به این صورت است که عملکرد برخی از تجهیزات مانند کلیدهای خودکار که شامل بخش‌های مکانیکی مانند اهرم‌ها و فنرها هستند را به‌شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد.

• تغییرات دما
  تغییرات دمایی نیز مشکلات خاص خود را برای تابلوهای برق ایجاد می‌کنند. این مشکلات شامل میعاناتی است که به‌واسطهٔ تغییرات مکرر دمایی داخل تابلو به وجود می‌آید.
  به دنبال ایجاد میعانات داخل تابلو، رطوبت درون تابلو افزایش می‌یابد. پس از افزایش رطوبت داخل تابلوهای برق، عایق‌بندی تابلو برق از بین می‌رود و تجهیزات صدمات جبران‌ناپذیری را متحمل می‌شوند.

اهمیت رطوبت در استاندارد محیطی تابلو برق

عایق‌بندی تابلوهای برق خود بحث بسیار مفصلی است که در این مطلب وارد تمامی جزئیات آن نمی‌شویم. عایق‌بندی تمامی تابلوهای برق شامل فواصل خزشی و فواصل مستقیم عایق‌بندی است.
رطوبت عاملی بسیار مخرب برای همه تجهیزات الکتریکی و تابلوهای برق است. بزرگ‌ترین مشکلی که وجود رطوبت برای تابلوهای برق ایجاد می‌کند، این است که عایق‌بندی این تابلوها را از بین می‌برد.

همه آلودگی‌هایی که روی عایق‌بندی‌های تابلو برق به وجود می‌آید از جنس هدایت الکتریکی نیستند، ولی در شرایطی که به دلیل وجود رطوبت، تابلو از حالت عایق خارج شود، یک مسیر با هدایت الکتریکی بر رو عایق ایجاد می‌شود.

با ایجاد این مسیر هادی بر روی عایق‌بندی، تخریبی جزئی یا کلی در عایق‌بندی به وجود می‌آید. در اثر تخریب به وجود آمده اتصال کوتاه با زمین پیش می‌آید. در نهایت پس از این مراحل تابلو برق به شکل دائمی یا موقتی از سرویس خارج شده و نیاز به تعمیر یا جایگزینی خواهد داشت.

راه مقابله با رطوبت در تابلو برق

موثرترین و ساده‌ترین راه مقابله با رطوبت در تابلو برق استفاده از هیترهای ضد رطوبت در تابلو است. این هیترها  Anti-condensation heater نام دارند. در صورتی که رطوبت در داخل تابلو افزایش پیدا کند، هیترها روشن می‌شوند و پس از کاهش رطوبت دوباره به حالت خاموش باز می‌گردند.

اهمیت خوردگی در استاندارد محیطی تابلو برق

خوردگی نامی است که بر روی یک فرآیند شیمیایی گذاشته شده است. این فرآیند شیمیایی پیچیده در محیط‌هایی پیش می‌آید که تابلوهای برق در معرض مواد شیمیایی خورنده قرار گرفته باشند.
در صورتی که تابلوهای برق قرار گرفته در این محیط‌ها دارای پوشش مناسبی نباشند، به زودی گرفتار مشکلات ناشی از خوردگی می‌شوند.

خوردگی باعث از بین رفتن تدریجی محافظ‌ها و پوشش تابلو می‌شود. آلودگی‌های اسیدی و آلودگی‌های نمکی یا آب دریا مثال‌هایی بسیار پرتکرار هستند که  به خوردگی تابلو برق می‌انجامند. این موضوع ابعاد گسترده‌تری هم دارد که فرصت برای توضیح همه آن‌ها نیست.

اهمیت نور خورشید در استاندارد محیطی تابلو برق

از آن جا که نور خورشید حاوی اشعه‌ی بسیار مضر UV است، تابش مداوم آن به تدریج پوشش تابلوهای برق را تخریب می‌کند. به همین دلیل هنگام انتخاب جنس بدنه‌ باید به این مورد دقت شود.
برای برطرف کردن مشکلات ناشی از تابش آفتاب، پیشنهاد می‌شود که از تابلوهایی از جنس فایبر گلاس و با تابل‌هایی از جنس ورقه‌های آهنی که دارای پوشش‌های مناسبی هستند، استفاده شود. البته لازم به ذکر است که مشکلات اثر تابش خوردشید در تابلوهای برق تنها در محیط‌های باز مطرح می‌شود.

اهمیت ارتفاع از سطح دریا در استاندارد محیطی تابلو برق

فشار و چگالی تحت تاثیر ارتفاع از سطح دریا هستند. به همان میزانی که از سطح دریا فاصله بگیریم فشار هوا کاهش می‌یابد. این تغییرات، اثرات زیر را بر تابلوهای برق خواهند گذاشت.

• به دلیل اینکه در ارتفاعات بالاتر از دریا هوا خنک‌تر است، جریان‌دهی هادی‌ها و تجهیزات الکتریکی که در کل تابلو استفاده شده‌اند کاهش می‌یابد که علت آن تبادل حرارتی کم‌تر به دلیل کاهش یافتن دما است.
• در این مناطق خاصیت عایق بودن هوای بین بخش‌های دارای برق در تابلوها کاهش می‌یابد. این اتفاق به این معنی است که فاصله‌های عایقی مستقیم بین هادی‌ها کم اثر می‌شوند. به همین دلایل باید در مورد مقادیر در نظر گرفته شده برای عایق‌بندی تجدید نظر بشود.

مقدار نامی و ارتفاع مجاز از سطح دریا را برای تابلو فشار ضعیف ۲۰۰۰ متر و برای تابلوهای فشار متوسط ۱۰۰۰ متر در نظر می‌گیرند.

کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (International electro technical commission) که به اختصار IEC نامیده می‌شود از نهادهای وابسته به سازمان بین‌المللی استاندارد (International standard organization) که به اختصارISO  نامیده می‌شود، است. این کمیسیون در زمینه‌های مدون و منتشر کردن استانداردهای بین المللی برق، الکترونیک، کنترل، مخابرات و فناوری اطلاعات فعالیت می‌کند.

بر طبق استاندارد IEC 60439-1، تابلو فشار ضعیف از یک یا چند وسیله قطع و وصل فشار ضعیف و تجهیزات کنترلی، اندازه گیری، نشانگر، حفاظتی، تنظیم کننده و … تشکیل شده است. این قطعات نام برده شده به شکل کامل و مطمئن  نصب و سوار می‌شوند.

در ادامه بیان می‌کنیم که مجموعه‌ای که تحت این استاندارد باشد به شرایط محیطی زیر نیاز خواهد داشت.

1. دمای محیط برای نصب در فضای داخلی: اندازه متوسط درجه حرارت هوا در یک مدت زمان 24 ساعته باید به‌صورت نرمال بیشتر از 35 درجه سانتی‌گراد نشود. حداکثر دمای مجاز 40 درجه و حداقل دمای مجاز باید 5- درجه سانتی‌گراد باشد.
2. دمای محیط برای نصب در فضای خارجی: اندازه متوسط درجه حرارت هوا درطول هر 24 ساعت نباید بالاتر از 35 درجه ی سانتی گراد باشد. حداکثر دمای مجاز 40 درجه و حداقل دمای مجاز در شرایط آب‌وهوایی معتدل و میانه 25- است. این دمای مجاز در آب و هوای مناطق سرد شمالی به 50- درجه سانتی‌گراد می‌رسد.
3. رطوبت هوا برای نصب در فضای داخلی: اگر یک هوای پاک با رطویت نسبی را در نظر بگیریم، رطوبت هوا در دمای حداکثر 40 درجه، نباید بیش از  50% باشد ولی در دمای کم‌تر مانند دمای 20 درجه سانتی‌گراد می‌توان انتظار داشت که رطوبت به %90 نیز برسد.
4. رطوبت هوا برای نصب در فضای خارجی: در فضای خارجی به شرطی که حد اکثر دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد باشد، رطویت می‌تواند به بیش از %100 نیز برسد.

درجه آلودگی: این پارامتر به چهار درجه تقسیم می‌شود:

• درجه 1: آلودگی از نوع خشک است و آلودگی هادی نداریم.
• درجه 2: آلودگی خشک وجود دارد که اگر در معرض رطوبت قرار بگیرد تبدیل به آلودگی هادی می‌شود.
• درجه 3: آلودگی از نوع هادی و موقت است.
• درجه 4: آلودگی از نوع هادی و دائمی است.

6-ارتفاع از سطح دریا: این ارتفاع نباید به بش از 2000 متر برسد.

طبق استاندارد IEC 60694 تابلوهای فشار متوسط این استاندارد باید  شرایط محیطی زیر را داشته باشند.

1-دمای محیط برای نصب در فضای داخلی: اندازه متوسط درجه حرارت هوا در مدت زمان 24 ساعت باید به شکل نرمال بیشتر از 35 درجه سانتی گراد نباشد. حداکثر دمای مجاز 40 درجه ی سانتی گراد و حداقل دمای مجاز به سه کلاس تقسیم می‌شود:

• 5- درجه سانتی گراد برای کلاس 5- داخلی
• 15- درجه سانتی گراد برای کلاس 15- داخلی
• 25- درجه سانتی گراد برای کلاس 25-داخلی

2-دمای محیط برای نصب در فضای خارجی: اندازه متوسط درجه حرارت هوا در مدت زمان 24 ساعت باید به شکل نرمال به بیش از  35 درجه سانتی گراد نرسد. حداکثر دمای مجاز 40 درجه سانتی گراد و حداقل دمای مجاز به سه کلاس تقسیم می‌شود:

• 10- درجه سانتی گراد برای کلاس 10- خارجی
• 25- درجه سانتی گراد برای کلاس 25- خارجی
• 40- درجه سانتی گراد برای کلاس 40- خارجی

3-رطوبت هوا برای نصب در فضای داخلی: رطوبت هوا در طول 24 ساعت نباید به بیش از 95% برسد، همچنین رطوبت در طول یک ماه نباید بیش از 90% باشد.

4-درجه آلودگی هوا: برای نصب در فضای داخلی و خارجی هوای محیط باید عاری از هرگونه گرد و خاک ، ترکیب مواد فاسد کننده یا خورنده و همچنین قابل اشتعال باشد.

5-ارتفاع از سطح دریا: این ارتفاع نباید به بیش از 1000m برسد.

مفهوم درجه آلودگی محیط (Pollution Degree) و نقش آن در انتخاب محفظه تابلو

شاخص درجه آلودگی محیط نشان دهنده میزان حضور گرد و غبار رسانا، رطوبت و گاز های خورنده در محل نصب پروژه است که تاثیر مستقیمی بر افت کیفیت عایق بندی تجهیزات الکتریکی دارد. بر همین اساس، متخصصان پرشین تکنیک با بررسی دقیق این شاخص اقلیمی، میزان نفوذ ناپذیری محفظه تابلو برق و فواصل هوایی مجاز بین قطعات را طراحی می‌کنند تا از بروز اتصالی کوتاه و آسیب به اجزای حیاتی سیستم جلوگیری شود.

سخن پایانی

استانداردهای محیطی بخش مهمی از استانداردهای تابلوی برق هستند. همانطور که مطالعه نمودید این دسته از استانداردها وابستگی زیادی به همه‌ی عوامل محیطی دارند. برای فراهم نمودن شرایط استاندارد محیطی به شکل کامل باید همه عوامل محیطی را در نظر گرفت و سپس با توجه به این مجموعه اقدام به طراحی و ساخت تابلوهای برق مناسب آن محیط کرد.

سوالات متداول مرتبط با استاندارد محیطی تابلو برق

استاندارد محیطی تابلو برق دقیقا به چه پارامتر هایی اشاره می‌کند؟

این استاندارد ها به مجموعه ای از شرایط فیزیکی اقلیمی مانند دمای محیط، میزان رطوبت، ارتفاع از سطح دریا و میزان آلاینده های موجود در هوا اشاره می‌کنند که طراحی تابلو باید بر اساس آن ها انجام شود.

محدوده دمای استاندارد برای کارکرد صحیح تابلو برق چقدر است؟

بر اساس استاندارد های بین المللی، دمای محیط برای تابلو های نصب شده در فضای بسته معمولا نباید از 40 درجه سانتی گراد بیشتر و از منفی 5 درجه سانتی گراد کمتر باشد.

رطوبت بالای محیط چه آسیب هایی به تابلو برق وارد می‌کند؟

رطوبت بیش از حد باعث ایجاد پدیده میعان در داخل محفظه، تسریع روند زنگ زدگی بدنه فلزی، افت کیفیت عایق ها و در نهایت بروز اتصالی در مدار های الکتریکی می‌شود.

تفاوت شرایط محیطی تابلو های فضای باز و فضای بسته چیست؟

تابلو های فضای باز (Outdoor) باید در برابر تابش اشعه ماوراء بنفش خورشید، بارش مستقیم باران و برف، و همچنین تغییرات شدید دمایی در طول شبانه روز کاملا مقاوم سازی شوند.

ارتفاع محل نصب از سطح دریا چگونه بر عملکرد تابلو برق تاثیر می‌گذارد؟

در ارتفاعات بالاتر از 2000 متر، به دلیل رقیق شدن هوا، خاصیت خنک کنندگی و همچنین مقاومت عایقی هوا کاهش می‌یابد که این موضوع باید در طراحی شینه ها و انتخاب کلید ها لحاظ گردد.

درجه آلودگی محیط چه اهمیتی در ساخت و مونتاژ تابلو برق دارد؟

درجه آلودگی مشخص می‌کند که چه مقدار گرد و غبار رسانا یا گاز های خورنده در محیط وجود دارد. برای محیط های به شدت آلوده، تابلو ها باید با درجه حفاظت (IP) بسیار بالا و واشر بندی های خاص تولید شوند.

برای مناطق شرجی و ساحلی از چه نوع تابلو برقی باید استفاده کرد؟

برای این مناطق باید از تابلو هایی با ورق های گالوانیزه گرم، رنگ آمیزی چند لایه اپوکسی و هیتر های ضد رطوبت داخلی استفاده کرد تا از خوردگی زودرس جلوگیری شود.

آیا تابش مستقیم نور خورشید باعث افت راندمان تجهیزات تابلو برق می‌شود؟

بله، تابش مستقیم خورشید باعث افزایش شدید دمای داخل محفظه و عمل کردن زود هنگام رله های حرارتی می‌شود. به همین دلیل استفاده از سایه بان یا رنگ های بازتاب دهنده نور ضروری است.

مهندسان پرشین تکنیک چگونه شرایط محیطی را در ساخت تابلو لحاظ می‌کنند؟

کارشناسان ما پیش از شروع طراحی، اطلاعات دقیق محل نصب پروژه را از کارفرما دریافت کرده و ضخامت ورق، نوع رنگ، سیستم تهویه و کلاس عایقی قطعات را کاملا منطبق با شرایط اقلیمی آن منطقه انتخاب می‌کنند.

آیا امکان سفارشی سازی تابلو برق برای شرایط محیطی بسیار سخت وجود دارد؟

بله، مجموعه پرشین تکنیک توانایی طراحی و ساخت تابلو های ضد انفجار و تابلو های مخصوص محیط های اسیدی و شیمیایی را با رعایت سخت گیرانه ترین استاندارد های جهانی دارد.